ELEKTRONIKA SEMIKONDUKTOR

Presentasi berjudul: "ELEKTRONIKA SEMIKONDUKTOR"— Transcript presentasi:

1 ELEKTRONIKA SEMIKONDUKTOR
Kuliah Mekatronika

2 DIODA

3 DIODA Melewatkan arus satu arah
Dikenal pula sebagai penyearah (rectifier) Simbol seperti tampak pada gambar di samping Konsruksi berdasar pertemuan (junction) Dibuat dari bahan Silikon (Si) atau Germanium (Ge)

4 SIFAT-SIFAT Dioda Silikon Menghantar dengan tegangan maju kira2 0,6 V
Tahanan maju cukup kecil Tahanan balik sangat tinggi, dapat mencapai beberapa Mohm Arus maju (bias) maksimum yang dibolehkan mencapai 100 A Tegangan balik maksimum yang dibolehkan mencapai > 1000 V Pengaruh suhu : Kenaikan setiap oC menurunkan tegangan maju kira2 2,5 mV Arus balik naik kira2 2 kali, karena kenaikan suhu tiap 10 oC

5 SIFAT-SIFAT (Cont.) Dioda Germanium :
Menghantar dengan tegangan maju kira2 0,2 V Tahanan maju agak besar Tahanan balik kurang tinggi, (< 1 Mohm) Arus maju (foward) maksimum yang dibolehkan kurang besar Tegangan balik maksimum yang dibolehkan kurang tinggi

6 SIFAT-SIFAT (Cont.) Kerusakan dioda dapat terjadi karena :
Arus maju yang terlampau besar (panas berlebihan) Tegangan terbalik terlampau tinggi Panas yang berlebihan Antisipasi : Arus maju dan tegangan terbalik yang direkomendasikan jangan terlampau tinggi Dioda tidak boleh dihubungkan langsung diantara terminal2 sumber arus Arus hubungan singkat akan mengalir merusakkan dioda (dan baterai)

7 PN JUNCTION

8 Karakteristik Dioda

9 Aplikasi Dioda Penyearah setengah gelombang

10 Simulasi ½ Gelombang

11

12 Aplikasi Dioda (Cont.) Penyearah gelombang penuh

13 Simulasi Gelombang Penuh

14

15 Penyearah dengan Filter

16

17 Transistor BJT (Sumber arus terkendali oleh arus) FET (Sumber arys
terkendali oleh tegangan) pnp npn [JFET N-kanal, E-MOSFET kanal n dan p]

18 TRANSISTOR

19 TRANSISTOR Termasuk salah satu komponen aktif
Komponen elektronik yang disusun berdasarkan tiga pertemuan (junction) dengan formasi NPN (NegatifPositifNegatif) PNP (PositifNegatifPositif) Terbuat dari bahan semikonduktor jenis Si atau Ge dikenal dengan triode atau Bipolar Juction Transistor (BJT).

20 TRIODE

21 Simbol Transistor PNP Transistor Bipolar NPN Transistor Bipolar

22 Karakteristik Transistor

23 Simulasi Karakt. Transistor

24 Hasil tipe Trans. 2N2222A

25

26 OPERATIONAL AMPLIFIER

27 Rangkaian Dalam Op-Amp

28 Rangkaian Dalam Sumber arus digunakan untuk bias rangkaian- rangkaian selanjutnya. Penguatan Op-amp diperoleh dari dua penguat differensial Penggeser level (level shifter) menggeser tegangan DC di kaki Collector Q4 ke nol untuk kemudian dimasukkan ke rangkaian sesuadahnya. Rangkaian keluaran umumnya adalah penguat push pull klas AB atau driver arus. Di samping untuk mensuplay arus ke beban, untai keluaran bersifat low output resistance. Ketiadaan kapasitor kopling dan bypass memungkinkan sebuah op-amp berfungsi sebagai penguat isyarat AC maupun DC.

29 Simbol Terminal-terminal luar di samping power supply ( ±Vcc) adalah dua input vi1 dan vi2 serta terminal keluran vout.

30 Karakteristik Parameter Ideal LM741 LF347 LM318 Open-loop Gain (AOL) ∞
105 Input Resistance (Rin) ∞ Ω 2 M Ω 1012 Ω 3 M Ω Output Resistance (Ro) 0 Ω 75 Ω Gain Bandwidth Product ∞ Hz 1 MHz 4 MHz 15 MHz CMRR 90 dB 100 dB

31 Keluaran Tegangan output tak kan pernah melampaui VCC.
Keluaran hanya sampai ke tegangan saturasi yaitu 1 atau 2V dibawah VCC.

32 Operasi Kalang Terbuka
Berfungsi sebagai komparator Tegangan output adalah +Vsat jika tegangan input non-inverting lebih tinggi dari tegangan input inverting Demikian juga, tegangan output adalah –Vsat jika tegangan input non-inverting lebih rendah dari tegangan input inverting

33

34 Comparator

35 Driver vin R Y G 0.5V OFF ON 1.5V 2.5V

36 Schmitt Trigger

37 Kalang Tertutup Salah satu karakteristik Op-amp adalah tegangan input (antar terminal input) yang sangat kecil. Dan resistansi input yang sangat besar menyebabkan tidak adanya arus yang mengalir, sehingga

38 Virtual Short Virtual Ground
Kedua persamaan (vi=0 dan ii=0) mengasumsikan bahwa kedua terminal input seolah-olah terhubung langsung (virtual short), yang mana baik tegangan maupun arus sangat2 mendekati nol Karena adanya virtual short, maka kaki inverting seolah-olah terhubung ke ground (virtual ground). Catatan bahwa meski kaki non-inverting tak terhubung langsung ke ground, dalam arti ada resistor diantaranya, namun tak ada arus mengalir melewati resistor tersebut. Sehingga tegangan resistor adalah nol. Maka kaki inverting tetap saja pada kondisi virtual ground.

39 Penguat Membalik ii=0, maka i2=i1 . Dan vi=0

40 Penguat Membalik Input resistance Output resistance Bandwidth:
Karena terminal inverting dalam kondisi virtual ground, maka input resistance yg terlihat dari sumber (vs) adalah Rs. Output resistance Output resistance rangkaian yg terlihat dari beban adalah mendekati nol Bandwidth: Gain-Bandwidth Product (GBW) Op-amp, disebut juga satuan (unity) gain bandwidth, diberikan di dalam data sheets. Sebagai contoh Op-amp 741adalah 1 MHz, maka bandwidth op-amp dapat dihitung dengan rumus

41 Current-to-Voltage Converter
Misal sumber arus menghasilkan 10 mA dan RF= 100 kohm, tegangan voltage adalah -1 V Karena resistance output op-amp mendekati nol, tegangan output dengan ataupun tanpa beban adalah hampir sama Karena tegangan output vo dikontrol dari sumber arus is rangkaian ini disebut dengan sumber tegangan terkendali arus.

42 Penguat Tak Membalik

43 Penguat Tak Membalik Input resistance Output resistance Bandwidth:
Ri ≈ ∞ Output resistance Ro ≈ 0 Bandwidth:

44 Penguat Satuan

45 Penguat Penjumlah

46 Penguat Penjumlah Tak Membalik

47 Penguat Pengurang

48 Integrator

49 Practical Integrator

50 Differensiator